DE2647315A1

DE2647315A1 - Loesung zum polieren von aluminiumgegenstaenden

Info

Publication number: DE2647315A1
Application number: DE19762647315
Authority: DE
Inventors: Terence Roy Rooney
Original assignee: Albright and Wilson Ltd
Current assignee: Solvay Solutions UK Ltd
Priority date: 1975-10-20
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1977-04-28
Also published as: USRE31395E; BR7607034A; FR2328783B1; DE2647315C3; FR2328783A1; JPS5643114B2; AU499284B2; NL7611584A; JPS5257033A; GB1565349A; IT1078710B; US4116699A; US4251384A; DE2647315B2; ES452521A1; AU1880776A

Description

Dipl. Ing. Hans-Jis rp3n Müller

Dr. rer. nat THvMa₈ Bcrendt . ^ Dr. Be/Hin

Mönchen 80 Lucilö-Giohn-Straße 38 ^ ρ cyj '

ALBRIGHT & WILSON LIMITED

Qldburv, Warley, West Midlands, Großbritannien

Lösung zum Polieren von Aluminiumgegenständen

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen für das Polieren von Aluminium, insbesondere Lösungen zum Polieren von Aluminiumgegenständen des Typus, welcher ein Gemisch aus Phosphorsäure und Salpetersäure und insbesondere zusätzlich noch Schwefelsäure enthält.

Die Verwendung von Zubereitungen des genannten Typus ist an sich bekannt. Die wesentlichen Bestandteile sind Phosphorsäure und Salpetersäure. Wegen der hohen Kosten der Phosphorsäure wurde es jedoch häufig für wirtschaftlich vorteilhaft gefunden, einen Teil der Phosphorsäure durch die billigere Schwefelsäure zu ersetzen.

709817/1069

Typische Poliermittel dieser Art enthalten etwa 70 bis 76 Gew.-% Phosphorsäure (Dichte 1,75), etwa 15 Ms 20 Gew.-% konzentrierte Schwefelsäure, etwa 5 Gew.-% konzentrierte Salpetersäure (Dichte 1,50). Polierbäder enthalten außerdem eine kleine Menge von z.B. etwa 0,1 Gew.-% Schwermetall, was für notwendig befunden wurde, einen glänzenden, attraktiven Oberflächenglanz zu erzeugen. Allgemein kann das Schwermetall Kupfer, Nickel oder Eisen sein. In Bädern, die eine erhebliche Menge Schwefelsäure enthalten, wurde die Verwendung von Kupfer jedoch als wesentlich gefunden. Die Zubereitungen können zweckmäßig auch eine kleine Menge Borsäure und ein Netzmittel enthalten. Ammoniumionen und substituierte Ammoniumionen wurden auch bereits in Lösungen zum Polieren von Aluminiumgegenständen verwendet, um das Rauchen der Lösung zu inhibieren.

Es würde wirtschaftlich vorteilhaft sein, die Menge Schwefelsäure in solchen Lösungen zu erhöhen. Eine bestimmte Schwierigkeit, die bei Poliermitteln aus Phosphorsäure-Schwefelsäure-Salpetersäure auftritt, hat jedoch die kommerzielle Einführung von solchen Zubereitungen verhindert, die mehr als etwa 24 Gew.-% Schwefelsäure entsprechend einem Gewichtsteil handelsüblicher konzentrierter Schwefelsäure (Dichte 1,84) zu 3 Teilen konzentrierter Phosphorsäure (Dichte 1,75) enthalten. Dieses Problem wird als "Übertragungsätzung¹¹ bezeichnet.

Die "Übertragungsätzung¹¹ tritt dann auf, wenn das polierte Werkstück aus dem Polierbad entfernt wird und hiervon die Lösung ablaufen gelassen wird zur Vorbereitung der Überführung auf die nächste Behandlungsstufe (gewöhnlich eine Stufe der Spülung), Wenn das Werkstück zu lange abtropfen

709817/1089 ~³~

'it-

gelassen wird, wird dessen Oberfläche durch einen unansehnlich, weißen geätzten Oberflächenffekt verdorben. In Bädern, die einen hohen Mengenanteil Phosphorsäure enthalten, ist das Einsetzen der Übertragungsätzung allgemein ausreichend langsam, so daß das Werkstück übertragen werden kann, bevor eine erhebliche Ätzung auftreten kann. Wenn jedoch der Mengenanteil der Schwefelsäure erhöht wird, setzt die Übertragungsätzung schneller ein und verkürzt die für die Überführung des Werkstücks verfügbare Zeit derart, daß es gegebenenfalls unmöglich ist, in der Praxis das Werkstück zu polieren, ohne daß bereits ein völlig unakzeptierbarer Verätzungsgrad eingetreten ist. Im allgemeinen wird die Übertragungsätzung dann zu einem ernsthaften Problem, wenn das Mengenverhältnis der Schwefelsäure zur Phosphorsäure im Bad etwa 1 : 3 überschreitet (gemessen in Gewichtsteilen der handelsüblichen, konzentrierten Säuren).

Es wurde nun gefunden, daß bestimmte aromatische organische Verbindungen einen günstigen Einfluß zur Reduktion des Auftretens der Übertragungsätzung bei Lösungen zum Polieren von Aluminiumgegenständen aufweisen. Die Gegenwart solcher Ätzungsinhibitoren erlaubt daher eine erhebliche Erhöhung des Mengenanteils von Schwefelsäure in einer derartigen Polierlösung für Aluminium.

Die Erfindung betrifft daher eine Lösung zum Polieren von Aluminiumgegenständen, enthaltend Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Wasser und Schwermetallionen, insbesondere Kupferionen, neben üblichen Zusätzen und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Anti-Ätzmittel ent-

- 4 709817/1069

-Λ -

hält, welches eine organische Verbindung mit einem aromatischen Ringsystem ist, das zu wenigstens 2 Heteroatomen in Konjugation steht.

Das Anti-Ätzmittel oder der Ätzinhibitor kann jede aromatische Ringverbindung sein, einschließlich heteroaromatischer Ringe, welche wenigstens 2 Heteroatome in dem aromatischen Ring oder in Konjugation mit dem aromatischen Ring enthält. Der aromatische Ring ist vorzugsweise ein Benzolring, kann jedoch auch ein Naphtalinring oder ein Pyridin-, Pyrazin- oder anderer heteroaromatischer Ring sein. Die Heteroatome sind vorzugsweise Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatome, welche Elektronenpaare aufweisen, die zum aromatischen Ring konjugiert sind.

Wegen der aggresiven Natur der Polierlösung mit deren stark saurem Charakter und den Nitrierbadeigenschaften muß das Anti-Ätzmittel, das in der Lösung wirksam sein soll, ausreichend stabil sein, um einem solchen feindlichen Medium gegenüber beständig zu sein. Dies wird, wie gefunden wurde, ausreichend durch die Gegenwart von Verbindungen erreicht, welche ein aromatisches Ringsystem enthalten, dessen StruktuijResonanz-stabilisiert ist. Die Resonanz muß sich über wenigstens 2 Heteroatome erstrecken, die in der Lage sind, Komplexe zu bilden und die konjugiert (oder konjugierbar) im Ring oder zum Ring angeordnet sind. Jedoch wird wegen der chemischen Aktivität der Lösung der in der Zubereitung vorhandene Ätzinhibitor in vielen Fällen merklich verschieden sein von derjenigen Verbindung, die ursprünglich dem Bad zugesetzt wurde. Jede Verbindung, die durch das Medium so verändert wird, daß sie ein Antiätz-

- 5 709817/10S9

Mittel gemäß obiger Definition bildet, kann als Vorläufer Verwendung finden. Solche Verbindungen, die den wesentlichen Kern als Ringstruktur zusammen z.B. mit einer oxidierbaren oder in ähnlicher Weise umwandelbaren Substituentengruppe aufweisen, können dann gebraucht werden, wenn in der Praxis die instabilen Substituenten derart zerstört werden, daß der wirksame Kern mit den konjugierten Heteroatomen zurückbleibt. Die Heteroatome können einen Teil jeder Gruppe bilden, welche diese Atome nicht vor einer Konjugation mit oder als Teil von dem aromatischen Ring abschließt. Die Nitrierung des aromatischen Kerns durch das Medium hat, wie gefunden wurde, keinen nachteiligen Effekt auf die Wirksamkeit des Anti-Ätzmittels. Wenn z.B. Benztriazol, das einen der bevorzugten Ätzinhibitoren gemäß der Erfindung darstellt, zu der Zubereitung zugefügt wird, wird die anfangs rötliche Färbung der Lösung allmählich durch eine Grünfärbung ersetzt, die mit der Nitrierung des Bentriazols verbunden ist. Jedoch wird die Wirksamkeit des Ätzinhibitors nicht beeinträchtigt.

Iminogruppe,

Das Heteroatom kann Teil einer Aminogruppe,'Hydroxylgruppe, der Ketogruppe eines Chinons oder eines heterozyklischen Rings, wie Triazol, Thiazol oder dem Thiadiazolring sein.

Vorzugsweise weist der Ätzinhibitor oder das Anti-Ätzmittel einen Benzolring oder Benzoring auf, der mit einem heterozyklischen Ring verschmolzen ist, z.B. mit einem 5-gliedrigen heterozyklischen Ring. Wie gefunden wurde, ist Benztriazol KY¹^w besonders wirksam.

709817/1069

Substituierte Benztriazole, in welchen der Benzolkern substituiert ist, z.B. mit Hydroxy-, Alkoxy-, Amino-, Nitro- oder Alkylgruppen, sind ebenfalls wirksam, wie auch halogensubstituierte Benztriazole. Andere Triazolverbindungen, die verwendet werden können, umfassen Naphthalintriazol und Naphthalinbistriazol.

Benzofuroxan r^V^Nx sowie substituierte Benzofuroxane,

wie die Nitro-, Hydroxy-, Alkoxy-, Amino-, Alkyl- oder Halogen-benzofuroxane sind ebenfalls hochwirksam. Andere Verbindungen,die besonders wirksam sind, sind Benzthiadiazol {ί^{έ\ substituierte Benzthiadiazole, Benz-

WW³

thiazol und substituierte Benzthiazole einschließlich Benzthiazole der Formel i^^^¹^ _ , in der R = Wasser-

stoff oder eine Alkyl-, Hydroxy-, Alkoxy-, Amino-, Mercapto-, Alkylsulfid- oder andere Gruppe ist, wie z.B. 2-Mercaptobenzthiazol. Benzimidazol und substituierte Benzimidazole der Formel f^PNi|^/^ in. welcher R die genannte Bedeutung

¹^V ^C-^R

H
hat, sind ebenfalls wirksam wie auch die Benzimidazole, welche Substituenten am Benzolring aufweisen. Benzoxazol, substituierte Benzoxazole der Formel r*^!?V^N^ in

G—ti.

der R die genannte Bedeutung hat und kernsubstituierte Benzoxazole sind in ähnlicher Weise als Ätzinhibitoren wirksam.

709817/1069

Wirksam sind auch di- und polysubstituierte Benzole, in welchen wenigstens 2 Substituentengruppen ausgewählt sind aus Amino-, Nitro-, Hydroxy- und Alkoxygruppen, wie z.B. o-Phenylendiamin, o-Aminophenol, m-Phenylendiamin, Catechin, Dinitrobenzol. In ähnlicher ¥eise sind auch di- und polysubstituierte Naphthaline, wie Tetraaminonaphthaline, wirksam. Zwar würden Diaminonaphthaline zweifellos wirksam sein, wurden jedoch nicht verwendet wegen ihrer cancerogenen Eigenschaften, o- und p-Benzochinon und ihre Mono- und Diimine sind wirksam, wie auch heteroaromatische Verbindungen, die ein oder mehrere Heteroatome in einem aromatischen Ringsystem aufweisen, wie z.B. heterosubstituierte Pyridine, Pyrazin, substituierte Pyrazine und Melamin wirksam sind.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß als Ätzinhibitoren oder Anti-Ätzmittel eine sehr große Zahl Verbindungen gemäß der Erfindung wirksam ist. In vielen Fällen werden die genannten Verbindungen in der Lösung chemischen Veränderungen unterworfen, z.B. einer Nitrierung, Oxidation oder Kupplung unter Bildung von Azoverbindungen, so daß der in der Lösung vorhandene wirksame Ätzinhibitor sich von der Verbindung unterscheidet, die ursprünglich der Zubereitung zugesetzt wurde. Aus diesem Grunde ist es häufig möglich, eine Übertragungsätzung dadurch zu inhibieren, daß der Lösung oder Zubereitung eine Verbindung zugefügt wird, die nicht selbst ein Ätzinhibitor gemäß obiger Definitionkst, sondern einen Vorläufer darstellt, der in situ durch das saure Medium in einen Ätzinhibitor überführt wird.

Wirksame Ätzinhibitoren werden leicht durch die Gegenwart eines aromatischen Ringsystems (gewöhnlich aber nicht durchweg ein Ring mit 6 Kohlenstoffatomen) gekennzeichnet, welches

- 8 709817/1069

-θ-

in dem stark sauren Medium stabil ist und wenigstens 2 Heteroatome aufweist, welche konjugiert oder konjugierbar zum Ring angeordnet sind. Ein aromatisches System ist wesentlich für die Stabilität der Verbindung in der aggresiven Polierlösung. Verbindungen, welche kein aromatisches Ringsystem aufweisen, wie Thiazol, Thiadiazol, Dimercaptothiadiazol oder Triazol sind unwirksam, wahrscheinlich weil sie in dem Medium instabil sind. Wenigstens 2 Heteroatome, vorzugsweise Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel, insbesondere Stickstoff, die durch Konjugation mit dem Ring stabilisiert sind, sind notwendig, wahrscheinlich wegen ihrer Neigung zur Bildung von Chelat-Komplexen.

Der Ätzinhibitor ist vorzugsweise in einem Mengenverhältnis von 0,05 Gew.-% bis zu 0,7 Gew.-% oder mehr vorhanden. Mengen oberhalb 0,5 Gew.-% sind zwar nicht schädlich, gewöhnlich aber unnötig und daher aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht. Mengen unter 0,05 Gew.-% ergeben gewöhnlich nicht ausreichende Inhibierung der Übertragungsätzung. Allgemein ist es erwünscht, höhere Mengen des Ätzinhibitors in Bädern zu verwenden, die bereits einige Zeit gebraucht worden waren, als in frisch hergestellten Bädern notwendig sind. Beispielsweise arbeiten Bäder, welche weniger als etwa 30 g je Liter gelöstes Aluminium enthalten, zufriedenstellend mit 2 bis 4 g je Liter Ätzinhibitor während Bäder, die mehr als 30 g je Liter Aluminium enthalten, zweckmäßig 4 bis 6 g je Liter Ätzinhibitor enthalten können.

Die Mengen Salpetersäure in den erfindungsgemäßen Polierlösungen können gewöhnlich die gleichen sein wie die übliche Menge in Polierbädern für Aluminium, z.B. 3 bis 10 Vol.-% als konzentrierte Salpetersäure (Dichte 1,42) oder 1,2 bis 4,2 Gew.-% 100%-ige Salpetersäure. Es ist bevorzugt, die

709817/1069 - 9 -

Menge Salpetersäure entsprechend dem Aluminiumgehalt der Lösung einzustellen. Gewöhnlich befindet sich im oberen Teil ein frisch hergestelltes Bad und im unteren Teil im Gleichgewichtszustand ein voll gealtertes Bad in einem bevorzugten Bereich von 4 bis 8 Vol.-% konzentrierter Salpetersäure. Vorzugsweise beträgt die Menge 100%-iger Salpetersäure 1,6 bis 3,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt zwischen 2,4 und 3,1 Gew.-%. Der Mengenanteil von Phosphorsäure zu Schwefelsäure in den erfindungsgemäßen Lösungen kann nur 1:2, bezogen auf das Gewicht und gemessen als handelsübliche konzentrierte Säuren betragen, z.B. 40 Gew.-% P₂O₅-PhOsphorsäure (Dichte 1,75) und 98 Gew.-% Schwefelsäure (Dichte 1,84). Niedrigere Mengen werden vorzugsweise vermieden wegen des Risikos der Reduktion von Schwefelsäure, wobei Dämpfe von Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff entstehen, wegen der Ablagerung von Schwefel auf dem Werkstück und wegen der Fällung von Kupfersulfid.

Das maximale Mengenverhältnis ist nicht kritisch und kann z.B. bis zu 3 : 1 oder noch höher betragen. Solche hohen Mengenverhältnisse sind jedoch aus wirtschaftlichen Gründen nicht erwünscht. Darüber hinaus ist bei derart hohen Mengen Phosphorsäure die Übertragungsätzung nicht mehr ein derart ernsthaftes Problem. Es wird daher bevorzugt, Mengenverhältnisse von Phosphorsäure zu Schwefelsäure unter 3 : zu verwenden, z.B. 1,5 bis 1 : 1,5, vorzugsweise 1,2 : 1 bis 1 : 1,2, im typischen Fall 1:1. Schwefelsäure und Phosphorsäure stellen zusammen gewöhnlich wenigstens 90 %, vorzugsweise wenigstens 93 %, z.B. wenigstens 95 % des Gewichts der Zubereitung dar.

- 10 -

709817/1089

Die Menge Wasser ist nicht kritisch und beträgt gewöhnlich unterhalb 5 Gew.-%. Wenn die Zubereitung in gewöhnlicher Weise angesetzt wird unter Verwendung der gewöhnlichen technischen konzentrierten Phosphorsäuren, Salpetersäuren und Schwefelsäuren, die kleine Mengen Wasser enthalten, ist es gewöhnlich nicht erforderlich, weiteres Wasser zuzugeben. Wenn jedoch die Menge Phosphorsäure hoch ist und/oder der Aluminiumgehalt der Lösung auf einen höhen Stand angestiegen ist, kann es erforderlich sein, Wasser zuzufügen, um die Ausfällung von Aluminiumphosphat zu verhindern. Wenn die Wassermenge zu hoch ist, gibt es einen Abfall des Spiegelglanzes. Es ist demgemäß bevorzugt, die Mindestmenge Wasser zuzufügen, die benötigt wird, um die Ausfällung von Aluminiumphosphat zu verhindern, während ein guter Spiegelglanz beibehalten wird.

Die erfindungsgemäßen Lösungen enthalten Kupfer als wesentlichen Bestandteil, z.B. in einer Menge von bis zu 0,2 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,16 Gew.-%, am meisten bevorzugt 0,1 bis 0,15 Gew.-%. Das Kupfer wird zweckmäßig durch Zugabe eines Kupfersalzes eingeführt, vorzugsweise als Salz eines der sauren Anionen in dem System, z.B. in Form von 1 bis 10 g je Liter, vorzugsweise 4 bis 5 g je Liter Kupfersulfat -Hydrat.

Polierbäder gemäß der Erfindung können gegebenenfalls Ammonium oder substituierte Ammoniumverbindungen enthalten, um die Bildung von Dämpfen zu vermindern. Beispielsweise kann das Bad zwischen 0,05 und 0,75 Mol des Ammoniumsalzes oder substituierten Ammoniumverbindung enthalten, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 Mol. Die Konzentration kann zweckmäßig angehoben werden bis zu einem Überschuß von 0,75 Mol oder 100 g/l z.B. der Verbindung

709817/1069 " ¹¹ "

in Erneuerungslösungen, um die Konzentration von Ammoniumionen oder substituierten Ammoniumionen im Bad auf dem optimalen Arbeitsniveau zu halten. Das Ammonium oder substituierte Ammonium wird vorzugsweise in Form eines Ammoniumsalzes zugegeben, und zwar als Salz einer der Säurekomponenten des Bades, z.B. in der Form von Ammoniumsulfat oder Diammoniumphosphat. Zubereitungen gemäß der Erfindung können auch gegebenenfalls etwas Borsäure enthalten.

Zusätzlich zu den vorgenannten Bestandteilen enthalten Polierbäder üblicherweise Wetzmittel, die auch in den erfindungsgemäßen Lösungen und Bädern vorhanden sind. Es können alle Netzmittel, die bisher in Polierlösungen und -bädern verwendet worden sind, verwendet werden, z.B. nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, wie Alkylpolyäther. Das Netzmittel liegt gewöhnlich in Spuren von z.B. bis zu 0,01 Gew.-% vor, obwohl auch höhere Mengen verwendet werden können.

Nach einem gewissen Zeitraum der Verwendung sammelt das Bad ebenfalls gelöstes Aluminium an, wobei diese Menge gewöhnlich bis zu einem Gleichgewichtswert ansteigt, wenn eine frische Auflösung von Aluminium im Bad durch Verluste durch die Herausnahme aufgehoben wird. Der Gleichgewichtswert hängt bis zu einem gewissen Umfang von den Arbeitsbedingungen des Bades ab, beträgt aber unter normalen Bedingungen etwa 30 bis 50 g Aluminium je Liter Lösung.

Die normale Arbeitstemperatur der erfindungsgemäßen Lösungen beträgt 90 bis 115°C

Die erfindungsgemäßen Lösungen können zum Polieren von Aluminiumgegenständen und vielen verschiedenen aluminiumhaltigen Legierungen verwendet werden.

709817/1069 - 12 -

-ήV

Das Werkstück wird gewöhnlich 0,5 bis 5 Minuten, je nach der Legierung, aber am häufigsten etwa 3 Minuten in die Lösung oder das Bad eingetaucht.

Es ist ebenfalls möglich, die erfindungsgemäßen Lösungen zum Elektropolieren zu verwenden. Das Werkstück wird hierbei gewöhnlich nach einem vorgeschalteten Eintauchzeitraum in dem Bad hinsichtlich des Tanks, welcher das Bad enthält, oder gegenüber einer getrennten Elektrode, die in das Bad eintaucht, anodisch gemacht.

Das Bad kann durch periodisches Auffüllen mit frischer Lösung zum Ersatz von Ausfällungsverlusten in seiner Zusammensetzung im wesentlichen konstant gehalten werden. Gelegentliche Zugaben von Salpetersäure oder von Wasser können erforderlich sein, um Verdampfungsverluste zu ersetzen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Eine chemische Polierlösung wurde hergestellt, die 45 Gew.-?ü Phosphorsäure IUPO, (Dichte 1,75), 50 Gew.-% Schwefelsäure H₂SO^ (Dichte 1,84), 1,5 Gew.-% Diammoniumphosphat, 0,25 Gew.-% Kupfersulfat , 2 Gew.-% Salpetersäure (Dichte 1,50), Rest Wasser enthielt. Das Bad wurde durch Lösen von Aluminium auf einen Aluminiumgehalt von 30 g/l gealtert und der Salpetersäuregehalt erneut auf 2 Gew.-% eingestellt. Es wurden Werkstücke aus Legierungen HE9 und BA211( glänzende Schmucklegierung) 3 Minuten bei

- 13 -

709817/1069

100°C in diesem Bad poliert und vor dem Spülen in heißem Wasser verschiede / Abtropf-Zeiträumen unterworfen. Es wurde gefunden, daß bei Abtropf-Zeiträumen größer als 10 Sekunden ein grauer Schleier einer "Übertragungsätzung" auf der äußeren Oberfläche der Werkstücke auftrat, der nicht in einer Reinigungslösung, bestehend aus 50%-iger Salpetersäure entfernt werden konnte.

Zu der genannten Polierlösung wurden 3g/l Benztriazol zugefügt und erneut die Versuche durchgeführt. Eine Übertragungsätzung erschien lediglich nach einer Abtropfzeit von 25 bis 30 Sekunden, im Gegensatz zu der gleichen Lösung ohne Benztriazol-Zusatz. Die Lösung wurde zum Polieren verwendet, bis der Aluminiumgehalt auf 35 g/l anstieg. Danach wurden weitere 2 g/l Benztriazol zugefügt. Diese Lösung ergab weiterhin gute Ergebnisse und es konnte kein Verlust an Benztriazol festgestellt werden. Die Lösung wurde in gewöhnlicher Weise durch Zugabe von frischer Polierlösung und Salpetersäure nach Bedarf aufgefrischt. Die Auffrischungslösung enthielt 5 g/l Benztriazol.

Beispiel 2

Es wurde eine Polierlösung folgenden Zusammensetzung verwendet:

Bestandteil Gew. -%

H₃PO₄	(Dichte	1	,75)	56,0
H₂SO₄	(Dichte	1	,84;	38,5
HNO₃	(Dichte	1	,50;	3,4
CuSO₄	• 5H₂O			0,25
H₀O				1,85

Dichte nach dem Altern - 1,80 709817/1069

- 14 -

Proben dieser Zubereitung wurden gealtert, d.h. ihr Aluminiumgehalt wurde auf 30 g/l Aluminium erhöht, was eine typische Konzentration ist, die in chemischen Polierlösungen für Aluminium in der Praxis gefunden wird.

Es wurde eine Probe der gealterten Polierlösung auf 105⁰C erhitzt und auf den optimalen Salpetersäuregehalt von 3 Gew.-?ü Säure der Dichte 1,50 eingestellt. Es wurden Versuchsstücke einer Aluminiumlegierung, die für das chemische Polieren geeignet war (BA 211) 2 Minuten durch Eintauchen in die Lösung unter sanftem Rühren behandelt. Diese Versuchsstücke wurden an der Luft abtropfen gelassen, und zwar erstens weniger als 1 Sekunde und zweitens 30 Sekunden vor dem Spülen, Die kurze Abtropfzeit war zu kurz für eine Manifestation einer Übertragungsätzung und wurde als Standard dafür hergenommen, daß sich die Probelösung zufriedenstellend verhielt. Eine Übertragungszeit von 30 Sekunden ist die längste Zeit, die in der Praxis in der Wirtschaft angewendet wird. Bei Lösungen der genannten Zusammensetzung ergaben sich hierbei vollständige Überzüge einer leichten grauen Übertragungsätzung über die ganze Oberfläche des Versuchstücks.

Die Verbindung, die geprüft werden sollte, wurde der Probelösung in Anteilen von 1 g/l zugefügt und jeweils zwischen den Zugaben nach der vollständigen Lösung wurden Versuchstücke wie oben behandelt und an der Luft 30 Sekunden abtropfen gelassen, bevor sie in Wasser gespült wurden. Die Wirksamkeit der Verbindungen bei jeder Konzentration wurde durch visuelle Prüfung der Ausdehnung

- 15 709817/1069

2 G Λ 7 31

der Fläche des Versuchstückes abgeschätzt, welche mit einer Übertragungsätzung nächst zum Werte 10 % bedeckt war. Weitere Zugaben wurden durchgeführt bis

1. eine 100%-ige Entfernung der Übertragungsätzung erzielt wurde,

2. die Übertragungsätzung ein Minimum erreichte, das nicht durch weitere Zugaben vermindert werden konnte oder

3. keine Wirkung beobachtet wurde bei der Verminderung der Übertragungsätzung und die Zugaben insgesamt 10 g/l betrugen.

1, 2, 3-Benztriazol selbst wurde bis zu einer Menge von 50 g/l geprüft, ohne daß eine weitere Wirkung aufgefunden wurde, wie sie bereits nach einer vollständigen Unterdrückung der Übertragungsätzung bei einer Menge von 5 g/l beobachtet worden war.

Die Verbindungen, welche geprüft wurden, sind in absteigender Reihenfolge der Spiegelbild-Klarheit (Spiegelglanz) der Oberfläche und in ansteigender Reihenfolge der Übertragungsätzungsverminderung aufgeführt.

- 16 -

709817/1069

Verbindung Formel

Konzentration
g/l

°/q Reduktion der

tJbertragungs-

ätzung

1, 2, 3-Benztriazol

'V

%

Benzofuroxan

100

/0

2, 1, 3-Benzothiadia- zol

100

o-Phenylen diamin

90 %

m-Phenylendiamin

'NH.

NiC 90

Catechin

cc 90 %

o-Aminophenol

90 %

- 17 -

709817/1069

Verbindung

Formel Konzentration % Reduktion d g/l Übertragungs-

ätzung

2-Mercaptobenzthiazol (MTB)

•Ν.

C-SH

90 %

2-Mercaptobenzimidazol (MBT)

C-SH

80 %

2-Mercaptobenzoxazol

C-SH 70

NH,

Melamin

60

Vergleichsbeispiel

1,2,4
Triazol

HN 10

0 %

2, 5 -Dimercapto-1, 3t 4-thiadiazol

HS S SH 10

O %

Pentamethylentetrazol

N-N 10

O %

7(19817/1069

Claims

Patentansprüche

1. Lösung zum Polieren von Aluminiumgegenständen, enthaltend Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Wasser und Schwermetallionen, insbesondere Kupferionen, neben üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,05 bis 0,7 Gew.-% eines Anti-Ätzmittels enthält, welches eine organische Verbindung mit einem aromatischen Ringsystem, das zu wenigstens 2 Heteroatomen, insbesondere Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel, in Konjugation steht, darstellt.

2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Anti-Ätzmittel Benztriazol enthält.

709817/1069

ORIGINAL INSPECTED